31.5 MN油壓機液壓原理分析與故障診斷

楊 西，范興海，辛昌杰，朱鵬飛，楊守興

（1.馬鋼輪軸事業部；2.馬鋼設備檢修有限公司，安徽馬鞍山 243000）

引言

馬鋼車輪公司二分廠軋制生產線于2018 年12月建成投產，是迄今為止世界上流程短、自動化程度高、專業性強的車輪生產線之一[1]，主要設備包括3 臺油壓機，31.5 MN 油壓機為其中之一，工作壓力為31.5 MN，主要由主缸、提升缸、上橫梁、下橫梁及側立柱組成。主缸為柱塞缸，缸體活動于機架的上橫梁與下橫梁之間，提升缸為柱塞缸，缸體安裝在兩側立柱內側，柱塞與主缸兩側相連，起支撐主缸的作用，同時帶動主缸做上下往復運動。當主缸進油下降時，提升缸回油，當提升缸進油主缸上升時，主缸回油，通過主缸的上下往復運動完成鋼錠的預成型工作[2]。

1 液壓系統原理及故障現象

31.5MN 油壓機主缸工作由2 臺力士樂柱塞變量泵A4VSO 500 EO2/30R 及5 臺力士樂定量泵A4FO 500/30R 提供動力源，再由31.5 MN 油壓機液壓原理圖中各組閥之間的配合來實現主缸不同階段的工作要求。

為滿足車輪壓制工藝要求，要求主缸完成快速下降——慢速下降——加壓——保壓——泄壓——快速回程的工作循環[3]。如圖1所示。

快速下降：svd2 得電打開，svc1、svc2、svc3 得電關閉，sve1得電打開，svm1不得電充液閥打開，pvg1、pvg2得電快速閥打開。

慢速下降：svd2 得電打開，svc1、svc2、svc3 得電關閉，sve1 得電打開，svm1 不得電充液閥打開，svf1、fvf2得電慢速閥打開，pvg1、pvg2失電快速閥關閉。

加壓：svd2 得電打開，svc1、svc2、svc3 得電關閉，sve1得電打開，svm1得電充液閥關閉。

保壓：svd2 得電打開，svc1、svc2、svc3 得電關閉，sve1 得電打開，svm1 得電充液閥關閉，svf1、fvf2慢速閥打開。

泄壓：svd2 得電打開，svc1 失電打開svc2、svc3得電關閉，sve1 得電打開，svm1 得電充液閥關閉，svf1、fvf2慢速閥打開。

快速回程：svd1 得電打開，svd2 失電關閉，svc1、svc2 失電打開，svc3 得電關閉，svd3 得電打開，svm1失電充液閥關閉。

圖1 31.5 MN油壓機液壓控制原理圖

31.5MN 油壓機常見故障現象：主缸工作時無快速下降工作過程，嚴重影響生產節奏。

2 油壓機主缸無快速下降故障原因分析

根據31.5 MN 油壓機液壓原理圖分析，出現主缸無快速下降可能有下面幾種原因：

2.1 主泵故障

主泵故障主要原因：1）主泵泄漏量過大；2）油溫過低；3）吸油管漏氣；4）大罐氣壓過低；5）大罐液位過低；6）主泵工作壓力低。

2.2 控制泵故障

控制泵故障主要原因：1）控制泵泄漏量過大；2）控制泵工作壓力低；3）吸油管漏氣。

2.3 插裝溢流閥或旁通插裝泄壓閥故障

插裝溢流閥及旁通插裝泄壓閥故障主要原因[4]：1）插裝閥4/2 損壞；2）插裝閥4/1 損壞；3）插裝閥3 損壞；4）svc1 閥得電信號故障；5）svc2 得電信號故障；6）svc3得電信號故障；7)svc1閥芯卡死；8）svc2閥芯卡死；9）svc3閥芯卡死。

2.4 主缸主進油閥故障

主缸主進油閥故障主要原因：1）插裝閥2/2 損壞；2）節流閥24/3 或節流閥24/4 堵塞；3）svd2 閥得電信號故障；4）svd2閥芯卡死；5）控制蓋板節流孔堵塞。

2.5 提升缸回油閥故障

提升缸回油閥故障主要原因：1）插裝閥16 損壞；2）插裝閥30損壞；3）節流閥32堵塞；4）sve1得電信號故障；5）sve1 閥芯卡死；6）控制蓋板節流孔堵塞。

2.6 快速閥PVG1或PVG2故障

快速閥PVG1 或PVG2 故障主要原因：1）PVG1得電信號故障；2）PVG1 閥芯卡死；3）PVG2 得電信號故障；4）PVG2閥芯卡死。

2.7 充液閥控制閥故障

充液閥控制閥故障主要原因：1）svm1 得電信號故障；2）svm1 閥芯卡死；3）節流閥52 或節流閥53 堵塞。

3 建立主缸無快速下降故障樹

故障樹分析法是一種將系統故障形成的原因，由總體至局部按樹狀進行分析診斷的有效手段[5]。把31.5 MN油壓機主缸無快速下降故障作為故障樹的頂事件，逐級分析每級事件發生的原因，建立31.5 MN 油壓機主缸無快速下降故障樹。故障樹如圖2所示。

4 利用故障樹查找故障原因

圖2 31.5 MN油壓機主缸無快速下降故障樹

某次31.5 MN 油壓機主缸無快速下降，利用圖2，繼續查找二級故障原因，手動開動主缸上下運動，發現主缸主進油油路有壓力，壓力為16 MPa，因此排除主泵故障、排除插裝溢流閥或旁通插裝泄壓閥故障及排除主缸主進油閥故障，測量控制泵壓力為16 MPa，因此排除控制泵故障，手動開動主缸上升有快速，因此排除充液閥故障，繼續測量提升缸回油無壓力，因此排除快速閥故障，從而確定是提升缸回油閥故障；繼續查找三級故障原因，電器人員檢查sve1 得電信號正常，手動搗動閥芯，閥芯移動正常，調節節流閥，但是故障現象依然存在，因此排除流閥32 堵塞、sve1 閥芯卡死及sve1 得電信號故障；因此最終判定控制蓋板節流孔堵塞或插裝閥16故障或插裝閥30故障，要進一步判定故障是控制蓋板節流孔堵塞、插裝閥16 故障、插裝閥30 故障中的哪一個故障影響的，必須拆除閥組檢查，拆除閥組檢查插裝閥16、插裝閥30 完好，因此最終判定此次31.5 MN 油壓機主缸無快速下降故障的影響是控制蓋板節流孔堵塞；對控制蓋板節流孔清洗后回裝試車正常。

利用故障樹查找此次31.5 MN油壓機主缸無快速下降故障，快速準確的查出故障原因，減少了故障處理時間。

5 結束語

利用故障樹查找31.5 MN油壓機主缸無快速下降故障能快速、準確地分析出系統故障原因，予以解決。運用故障樹分析法思路清晰，可避免盲目拆換元件，減少故障時間，提高了生產效率。